Universidade Federal de Juiz de Fora Instituto de

Universidade Federal de Juiz de Fora Instituto de Ciências Exatas Departamento de Química Analítica Ambiental QUÍMICA VERDE Aluna: Fernanda Sousa Monteiro Professor: Rafael Arromba de Sousa

HISTÓRICO v. Revolução Industrial (século XVIII) o Fabricação de H 2 SO 4 na câmara de chumbo → Química Industrial o Crescimento da produção → Maior uso dos recursos naturais → Maior produção de resíduos e rejeitos industriais → INICIO DOS PROBLEMAS AMBIENTAIS! Química Nova, v. 34, n. 3, p. 535 -543, 2011. Economia do meio ambiente: teoria e prática. Rio de Janeiro: Elsevier, p. 205 -220, 2010. 2

HISTÓRICO v Século XX, desenvolvimento tecnológico e o aumento da população o Avanços tecnológicos → Avanços na ciência e saúde → Aumento da expectativa e qualidade de vida → Crescimento populacional → AUMENTO DOS IMPACTOS AMBENTAIS! Figura 1: Crescimento populacional Economia do meio ambiente: teoria e prática. Rio de Janeiro: Elsevier, p. 205 -220, 2010. <http: //professoracleide. comunidades. net/populacao-mundial>. 3

HISTÓRICO v 1960 - 1970 o Crescimento da preocupação com o meio ambiente → Legislações ambientais o Foco em limpeza da poluição. v 1980 o Cientistas começam a pesquisar a prevenção da poluição → “The Office of Pollution Prevention and Toxic” foi criado dentro da agência de proteção ambiental dos Estado Unidos (EPA). o Criação do Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA). <http: //www. acs. org/content/acs/en/greenchemistry. html>. <http: //www. mma. gov. br/port/conama/estr. cfm>. 4

HISTÓRICO v 1990 o Eco 92 o Conceito de Química Verde pela EPA o Doutorado em Química Verde pela University of Massachusetts - Boston. o Livro “Green Chemistry: Theory and Practice”. v 2000 - 2010 o Química Verde foi incorporada à American Chemical Society (ACS) o Revistas e conferências sobre Química Verde o Prêmio Nobel em Química Verde o Aplicação da Química Verde na indústria. o CONAMA 357. <http: //www. acs. org/content/acs/en/greenchemistry. html>. <http: //www. mma. gov. br/port/conama/estr. cfm>. 5

DEFINIÇÃO “The design of chemical products and processes that reduce or eliminate the use and generation of hazardous substances”. – Paul Anastas e John Warner “Química Verde é o uso da química para prevenir a poluição. Mais especificamente, é o planejamento de produtos e processos químicos sejam saudáveis ao ambiente. ” – American Chemical Society o Nova forma de pensar a química. o Soluções inovadoras e criativas para proteger e beneficiar a economia, as pessoas e o ambiente. Environmental Chemistry. New York: W. H. Freeman and Company, 2008. <http: //meioambientetecnico. blogspot. com. br/2011/10/quimica-verde. html>. <http: //www. acs. org/content/acs/en/greenchemistry. html> 6

PRINCÍPIOS DA QUÍMICA VERDE • Química Nova, v. 26, n. 1, p. 123 -129, 2003. Química Nova, v. 28, n. 1, p. 103 -110, 2005. 7

PRINCÍPIOS DA QUÍMICA VERDE o Reação de Diels-Alder Química Nova, v. 28, n. 1, p. 103 -110, 2005. o Reação de Witting 8

PRINCÍPIOS DA QUÍMICA VERDE 3. Síntese de Produtos Menos Perigosos Sempre que praticável, a síntese de um produto químico deve utilizar e gerar substâncias que possuam pouca ou nenhuma toxicidade à saúde humana e ao ambiente 4. Desenho de Produtos Seguros Os produtos químicos devem ser desenhados de tal modo que realizem a função desejada e ao mesmo tempo não sejam tóxicos. Química Nova, v. 26, n. 1, p. 123 -129, 2003. 9

PRINCÍPIOS DA QUÍMICA VERDE o CONFIRMTM é um inseticida da família das diacil-hidrazinas, que foi classificado pela EPA como um produto de risco reduzido. Figura 2: Estrutura do CONFIRMTM (Tebufenozida) Química Nova, v. 26, n. 1, p. 123 -129, 2003. o SEA-NINE® é um antilimo para o emprego na proteção de casos de navio. Figura 3: Estrutura do SEA-NINE® (2, 5 -dicloro-2 -n-octil-4 -isotiazolina-3 -ona) 10

PRINCÍPIOS DA QUÍMICA VERDE 5. Solventes e Auxiliares mais Seguros O uso de substâncias auxiliares (solventes, agentes de separação, secantes, etc. ) precisa, sempre que possível, tornar-se desnecessário e, quando utilizadas, estas substâncias devem ser inócuas. Figura 4: Oxidação de olefinas utilizando solventes super críticos (sc. CO 2) Química Nova, v. 26, n. 1, p. 123 -129, 2003. Química Nova, v. 28, n. 1, p. 103 -110, 2005. 11

PRINCÍPIOS DA QUÍMICA VERDE 6. Busca pela Eficiência de Energia A utilização de energia pelos processos químicos precisa ser reconhecida pelos seus impactos ambientais e econômicos e deve ser minimizada. Se possível, os processos químicos devem ser conduzidos à temperatura e pressão ambientes. Figura 5: Reação de Alder-Bong utilizando microondas Química Nova, v. 26, n. 1, p. 123 -129, 2003. Química Nova, v. 28, n. 1, p. 103 -110, 2005. 12

PRINCÍPIOS DA QUÍMICA VERDE 7. Uso de Fontes Renováveis de Matéria-Prima Sempre que técnica e economicamente viável, a utilização de matérias-primas renováveis deve ser escolhida em detrimento de fontes não renováveis. Figura 6: Reação de produção do biodiesel Química Nova, v. 26, n. 1, p. 123 -129, 2003. Química Nova, v. 28, n. 1, p. 103 -110, 2005. 13

PRINCÍPIOS DA QUÍMICA VERDE o Vantagens do Biodiesel: § Não contribui para o aquecimento global; § Fonte de energia renovável. o Desvantagens do Biodiesel: § Risco de diminuição das reservas florestais; § Processo produtivo caro em pequena escala. <http: //brasilescola. uol. com. br/quimica/reacoes-transesterificacao. htm>. <http: //www. suapesquisa. com/ecologiasaude/biodiesel. htm>. 14

PRINCÍPIOS DA QUÍMICA VERDE 8. Evitar a Formação de Derivados A derivatização desnecessária (uso de grupos bloqueadores, proteção/desproteção, modificação temporária por processos físicos e químicos) deve ser minimizada ou, se possível, evitada, porque estas etapas requerem reagentes adicionais e podem gerar resíduos. Figura 7: Preparo de açúcares com maior número de carbonos por alilação Química Nova, v. 26, n. 1, p. 123 -129, 2003. Química Nova, v. 28, n. 1, p. 103 -110, 2005. 15

PRINCÍPIOS DA QUÍMICA VERDE 9. Catálise Reagentes catalíticos (tão seletivos quanto possível) são melhores que reagentes estequiométricos. Figura 8: Epoxidção assimétrica de olefinas Química Nova, v. 26, n. 1, p. 123 -129, 2003. Química Nova, v. 28, n. 1, p. 103 -110, 2005. Figura 9: Biocatálise assimétrica (redução por levedra) 16

PRINCÍPIOS DA QUÍMICA VERDE 10. Desenho para a Degradação Os produtos químicos precisam ser desenhados de tal modo que, ao final de sua função, se fragmentem em produtos de degradação inócuos e não persistam no ambiente. 11. Análise em Tempo Real para a Prevenção da Poluição Será necessário o desenvolvimento futuro de metodologias analíticas que viabilizem um monitoramento e controle dentro do processo, em tempo real, antes da formação de substâncias nocivas. Química Nova, v. 26, n. 1, p. 123 -129, 2003. 17

PRINCÍPIOS DA QUÍMICA VERDE 12. Química Intrinsecamente Segura para a Prevenção de Acidentes As substâncias, bem como a maneira pela qual uma substância é utilizada em um processo químico, devem ser escolhidas a fim de minimizar o potencial para acidentes químicos, incluindo vazamentos, explosões e incêndios. Química Nova, v. 26, n. 1, p. 123 -129, 2003. 18

QUÍMICA ANALÍTICA VERDE Figura 10: Evolução da produção científica dos temas Química Verde e Química Analítica Verde 19 Química Analítica Verde: Contribuições para a agenda ambiental PUC-Rio.

CONSIDERAÇÕES FINAIS o Desenvolvimento de metodologias sintéticas menos agressivas ao ambiente. o Grande aplicabilidade da Química Verde em sínteses orgânicas. o Não há muitos estudos sobre a aplicação da Química Verde em metodologias analíticas. 20

REFERÊNCIAS o MACHADO, Adélio A. S. C. Da génese ao ensino da química verde. Química Nova, v. 34, n. 3, p. 535 -543, 2011. o Lusota, Maria Cecília Junqueira. Industrialização, meio ambiente, inovação e competitividade, In: May, Peter H. Economia do meio ambiente: teoria e prática. Rio de Janeiro: Elsevier, p. 205 -220, 2010. o População mundial. Disponível em: <http: //professoracleide. comunidades. net/populacaomundial>. Acesso em: 02 de Junho de 2016 o ACS Green Chemistry Institute. Disponível em: <http: //www. acs. org/content/acs/en/greenchemistry. html>. Acesso em: 02 de Junho de 2016. o O que é CONAMA? Disponível em: <http: //www. mma. gov. br/port/conama/estr. cfm>. Acesso em: 07 de Junho de 2016. 21

REFERÊNCIAS o BAIRD, Colin; CANN, Michael. Environmental Chemistry. New York: W. H. Freeman and Company, 2008. o LENARDÃO, Eder João et. al. “Green Chemistry” – Os 12 princípios da química verde e sua inserção nas atividades de ensino e pesquisa. Química Nova, v. 26, n. 1, p. 123 -129, 2003. o Racões de transesterificação. Disponível em: <http: //brasilescola. uol. com. br/quimica/reacoes-transesterificacao. htm>. Acesso em: 28 de Junho de 2016. o Biodiesel. Disponível em: <http: //www. suapesquisa. com/ecologiasaude/biodiesel. htm>. Acesso em: 29 de Junho de 2016. o SILVA, Flávia Martins da et. Al. Desenvolvimento Sustentável e Química Verde. Química Nova, v. 28, n. 1, p. 103 -110, 2005. 22

REFERÊNCIAS o Meio Ambiente Técnico. Disponível em: <http: //meioambientetecnico. blogspot. com. br/2011/10/quimica-verde. html>. Acesso em: 30 de Junho de 2016. o Oliveira, Bernadete Ferreira de. Química Analítica Verde: Contribuições para a agenda ambiental PUC-Rio. 2012. 110 f. Dissertação (Mestrado em Metrologia)-Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro, 2012. 23

OBRIGADA! 24